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本实用新型涉及一种基于北斗定位的综合预警系统，包括信号处理单元，所述信号处理单元连接有信号接收单元、信号采集单元和报警单元；所述信号接收单元包括北斗定位模块；所述信号采集单元包括超声波模块和火焰检测模块；所述报警单元包括声光报警模块和手动报警模块；所述信号处理单元包括主控制器，北斗定位模块、超声波模块、火焰检测模块和声光报警模块分别与主控制器连接；该系统还包括无线传输模块和电源模块，主控制器通过无线传输模块连接有上位机，电源模块分别与北斗定位模块、超声波模块、火焰检测模块、声光报警模块和手动报警模块连接。

技术领域

[0001]本实用新型属于监控预警技术领域，具体涉及一种基于北斗定位的综合预警系统。

背景技术

[0002]随着我国经济建设的发展，建筑规模大、标准高、人员密集、设备众多的各种高层建筑、大中型商业建筑、厂房、学校不断涌现，对安防系统提出了更高更严的要求。在现代化的商场、宾馆、图书馆、科研院所建立安防预警系统已成为必不可少的设施。

[0003]除了火灾给人们带来生命财产安全，意外入侵也时刻威胁着人们的人身安全。从现代人们住宅发展的趋势来看，但目前市面上所拥有的报警装置，只能用于单一的单元，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求。

[0004]随着计算机，网络和通信技术的发展，建立安全、温馨的生活和工作环境，维护社会稳定和谐，研究并建立综合预警系统显的尤为迫切。

[0005]卫星导航已经成为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之一，凡是涉及到位置、速度、时间信息的领域都与卫星导航技术息息相关。中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。随着北斗导航系统的不断完善和相关芯片的发展，基于北斗导航系统的应用越来越广泛。

发明内容

[0006]本实用新型的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于北斗定位的综合预警系统，以解决上述技术问题。

[0007]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

[0008]一种基于北斗定位的综合预警系统，包括信号处理单元，所述信号处理单元连接有信号接收单元、信号采集单元和报警单元；

[0009]所述信号接收单元包括北斗定位模块；

[0010]所述信号采集单元包括超声波模块和火焰检测模块；

[0011]所述报警单元包括声光报警模块和手动报警模块；

[0012]所述信号处理单元包括主控制器，北斗定位模块、超声波模块、火焰检测模块和声光报警模块分别与主控制器连接；

[0013]该系统还包括无线传输模块和电源模块，主控制器通过无线传输模块连接有上位机，电源模块分别与北斗定位模块、超声波模块、火焰检测模块、声光报警模块和手动报警模块连接。

[0014]优选地，手动报警模块包括第一定时器和第二定时器；电源模块包括第一电源和第二电源；

[0015]第一定时器的第七引脚通过第七电阻连接到第一电源，第一定时器的第二引脚通过第八电阻连接到第一电源，第一定时器的第七引脚和第六引脚连接，第一定时器的第六引脚通过第三电容接地，第一定时器的第五引脚通过第四电容接地，第一定时器的第四引脚和第八引脚分别与第一电源连接，第一定时器的第二引脚还连接到按键开关的一端，按键开关的另一端接地，第一定时器的第三引脚连接第二定时器的第四引脚；

[0016]第二定时器的第八引脚连接到第一电源，第二定时器的第八引脚还通过第二电位器连接到第二定时器的第七引脚，第二定时器的第七引脚还通过第十六电阻连接到第二定时器的第六引脚，第二定时器的第六引脚还通过第五电容接地，第二定时器的第五引脚通过第六电容接地，第二定时器的第二引脚和第六引脚连接，第二定时器的第三引脚连接有第二三极管的基极；

[0017]第二三极管的集电极连接有蜂鸣器的一端，蜂鸣器的另一端连接到第一电源VCC，第二三极管的基极还连接有第三三极管的基极；

[0018]第三三极管的集电极连接有第四发光二极管的阴极，第四发光二极管的阳极通过第九电阻连接到第一电源；

[0019]第二三极管的发射极、第三三极管的发射极、第一定时器的第一引脚和第二定时器的第一引脚均接地。

[0020]按键开关为控制开关，第一定时器构成一个单稳态触发器，按键开关断开时，第一定时器的第二引脚输入端的电压为高电平，第三引脚输出端的电压为低电平，按键开关闭合时，第一定时器的输入端第二引脚短路接地为低电平，第三引脚输出高电平，产生高电平脉冲信号输入到第二定时器的第四引脚，这里第二定时器构成多谐振荡器，当第二定时器的第四引脚输入高电平时，第二定时器输出矩形波，矩形波使第三三极管和第二三极管导通，蜂鸣器报警，第四发光二极管发光报警，通过调节第二电位器的阻值改变输出波形的频率从而来调节蜂鸣器的报警音量。

[0021]优选地，火焰检测模块包括红外接收管和电压比较器；

[0022]红外接收管的第一端与电压比较器的第二引脚连接，红外接收管的第一端还通过第二电阻连接到第一电源，红外接收管的第一端还通过第二电容接地；

[0023]电压比较器的第三引脚连接有第一电位器的滑动端，第一电位器的第一端连接到第一电源，第一电位器的第二端接地，第一电位器的两端并联有串联连接的第一发光二极管和第一电阻，第一电位器的两端还并联有第一电容，第一发光二极管的阳极连接到第一电源，第一发光二极管的阴极通过第一电阻接地，电压比较器的第八引脚连接到第一电源，第一电源还通过第三电阻连接到电压比较器的第一引脚，第三电阻的两端还并联有串联连接的第二发光二极管和第四电阻，电压比较器的第一引脚连接到主控制器。

[0024]第一电阻和第一发光二极管构成电源指示电路，电路接通电源时，第一发光二极管被点亮，电路进入工作状态，第一电位器、红外接收管、第二电阻和第二电容构成感应电路，第一电位器调到中间位置时，产生1/2电源电压的电压值输入到电压比较器的第三引脚，红外接收管输出信号到电压比较器的第二引脚，电压比较器对两个电压信号进行比较后通过第一引脚输出到主控制器；

[0025]若第三引脚的电压大于第二引脚的电压，电压比较器的第一引脚输出高电平信号到主控制器，第二发光二极管没有导通，若第三引脚的电压小于第二引脚的电压，电压比较器的第一引脚输出低电平信号到主控制器；

[0026]没有火焰，红外接收管截止，电压比较器的第二引脚为高电平，大于第三引脚的电压，电压比较器输出低电平信号到主控制器；第二发光二极管被点亮。

[0027]优选地，该系统还包括显示模块，所述显示模块与主控制器连接。

[0028]优选地，该系统还包括水箱，所述水箱通过管路连接有水泵；

[0029]信号采集单元还包括水位传感器，水位传感器设置在水箱，所述水位传感器与主控制器连接，所述主控制器通过开关电路与水泵连接。

[0030]优选地，开关电路包括第一光电耦合器和继电器；

[0031]第一光电耦合器的第一引脚通过第六电阻连接到第一电源，第一光电耦合器的第二引脚连接到主控制器，第一光电耦合器的第三引脚通过第五电阻连接有第一三极管的基极；

[0032]第一三极管的集电极通过继电器的线圈连接到第一电源，继电器的常开触点接地，继电器的常闭触点连接到水泵的一端，水泵的另一端连接到第二电源，继电器线圈的两端并联有第一二极管，第一三极管的发射极接地。

[0033]为了使开关电路被控量和控制信号的电气隔离，采用了KPC354NT光电耦合器，采用贴片光耦隔离，驱动能力强，性能稳定，采用三级管进行电流放大，继电器吸合前悬空，主控制器输出低电平到第一光电耦合器的第二输入端，第一三极管导通，继电器吸合后水泵的负输入端接地，水泵开始工作。

[0034]优选地，开关电路包括第二光电耦合器，第二光电耦合器的第一引脚连接到第一电源，第二光电耦合器的第二引脚连接到主控制器，第二光电耦合器的第三引脚依次通过第十四电阻和第五发光二极管接地，第二光电耦合器的第三引脚还通过第十三电阻连接有第一MOS管的栅极；

[0035]第一MOS管的漏极通过串联连接的第十一电阻和第十电阻连接到第二光电耦合器的第四引脚；

[0036]第一MOS管的漏极还连接有第二二极管的阳极，第二二极管的阴极通过第十二电阻连接到第二电源，第十一电阻和第十电阻连接点连接到第二电源，第一MOS管的漏极连接到水泵的一端，水泵的另一端连接到第二电源；

[0037]第一MOS管的漏极连接有第三二极管的阴极，第三二极管的阳极接地，第三二极管的两端并联有第十五电阻。

[0038]优选地，北斗定位模块为型号为ATGM332D的接收模块；

[0039]所述第一定时器和第二定时器均为555定时器。

[0040]显示模块为***寸TFT彩色液晶显示模块，型号为ILI9341液晶显示模块；

[0041]主控制器为arduino主控芯片；

[0042]无线通信模块为E31-TTL-50无线通信模块；

[0043]超声波传感模块为HC-SR04 超声波模块；

[0044]继电器为型号为SRD-05VDC-SL-C继电器；

[0045]第一光电耦合器为型号为KPC354NT的光电耦合器；

[0046]第二光电耦合器为型号为TLP521-1光电耦合器。

[0047]本实用新型的有益效果在于，

[0048]Arduino单片机为核心，采用ATGM332D北斗定位模块校时定位，通过无线通信模块传输信息，设计一款能够远程监控的综合预警系统。结合声光报警模块，通过HC-SR04超声波模块检测入侵预警；通过火焰检测模块检测火灾预警，利用水泵，实现从水箱抽水灭火功能；通过水位传感器实现水箱蓄水过线预警功能。利用无线通信模块，将获知的预警信息通过互联网传送到监控上位机上来。

[0049]火焰检测模块检测烟火，超声波模块检测入侵，北斗定位模块检测系统的经纬度信息通过液晶显示模块进行显示，并通过无线传输模块传送至上位机，水位传感器信号送Arduino主控制器检测水位高度并通过液晶显示模块进行显示。

[0050]系统能同时对水位、火焰以及入侵同时进行检测，任何一种报警状态出现都会触发警报。当检测到火焰、入侵时警报触发，声光报警模块红灯闪烁，蜂鸣器发出警报声。当触发火警时，主控制器通过控制开关电路使水泵开始工作，实现自动抽水出水灭火。

[0051]当主控制器控制的声光报警模块出现故障时，或者有发生入侵行为时，可以人为通过手动报警模块进行预警，手动按下按键开关手动触发警报。

[0052]此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

[0053]由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。